基于單片機(jī)的控制的溫濕度報(bào)警器

1、移通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 編 號(hào)：_ 審定成績(jī)：_ 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì)（論 文）設(shè)計(jì)（論文）題目:_基于單片機(jī)的控制的溫濕度報(bào)警器 系 別：_自動(dòng)化系_學(xué) 生 姓 名：_ _專 業(yè)：_自動(dòng)化_班 級(jí)：_ _學(xué) 號(hào)：_ _指 導(dǎo) 教 師：_ _答辯組負(fù)責(zé)人：_填表時(shí)間： 年 月移通學(xué)院教務(wù)處制75 移通學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)任務(wù)書(shū)設(shè)計(jì)(論文)題目 基于單片機(jī)的控制的溫濕度報(bào)警器 學(xué)生姓名 xxx 系別 自動(dòng)化 專業(yè) 自動(dòng)化 班級(jí) 01 指導(dǎo)教師 職稱 博士/副教授 聯(lián)系電話 指導(dǎo)教師所在單位 研究生部培養(yǎng)/研究辦公室 主 要 研 究 內(nèi) 容 、 方 法 和 要 求研究?jī)?nèi)容： 本課題設(shè)計(jì)的是一種基于單片

2、機(jī)倉(cāng)庫(kù)溫濕度智能檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)溫度和濕度的實(shí)時(shí)檢測(cè)，使管理人員可以實(shí)時(shí)掌握倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的溫濕度情況。方法：本文采用 at89s52 單片機(jī)為控制核心,由dht11溫濕度傳感器及1602字符型液晶模塊構(gòu)成倉(cāng)庫(kù)溫濕度采集及實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)倉(cāng)庫(kù)環(huán)境的溫濕度精確測(cè)量與控制。要求：調(diào)試所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)軟硬件，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本要求。所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)具有一定的實(shí)用性。 進(jìn) 度 計(jì) 劃3月中旬以前查閱相關(guān)資料，熟悉論文題目相關(guān)知識(shí)；3月底以前確定系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案以及擬采用的設(shè)計(jì)工具等；4月中旬以前設(shè)計(jì)系統(tǒng)硬件電路原理圖；5月上旬以前進(jìn)行系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)；5月中下旬完成畢業(yè)論文撰寫(xiě)以及外文翻譯。主 要 參 考 文

3、獻(xiàn)1 秦永和濕度傳感器測(cè)試系統(tǒng)d哈爾濱：哈爾濱工程大學(xué)，20022劉少?gòu)?qiáng)精密鉑電阻測(cè)溫方法j傳感器技術(shù)，19993陳煥生溫度測(cè)試技術(shù)及儀表m北京：水利電力出版社，1985指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日教研室主任簽字： 年 月 日備注：此任務(wù)書(shū)于第一學(xué)期第十六周前各系發(fā)放給指導(dǎo)教師，指導(dǎo)教師填寫(xiě)完整后于下學(xué)期第一周內(nèi)交回各系，由各系進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并組織學(xué)生于第二周進(jìn)行選題，確定選題后，交至輔導(dǎo)員于第三周發(fā)放給學(xué)生。畢業(yè)設(shè)計(jì)于第四周開(kāi)始進(jìn)行?；趩纹瑱C(jī)的控制的溫濕度報(bào)警器摘要溫濕度是影響倉(cāng)庫(kù)貨物存儲(chǔ)質(zhì)量的重要因素。本課題設(shè)計(jì)的是一種基于單片機(jī)倉(cāng)庫(kù)溫濕度智能檢測(cè)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)溫度和濕度的實(shí)時(shí)檢測(cè)，使管理

4、人員可以實(shí)時(shí)掌握倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的溫濕度情況。本文采用 at89s52 單片機(jī)為控制核心,由dht11溫濕度傳感器及1602字符型液晶模塊構(gòu)成倉(cāng)庫(kù)溫濕度采集及實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)對(duì)倉(cāng)庫(kù)環(huán)境的溫濕度精確測(cè)量與控制。本系統(tǒng)由上位機(jī)和下位機(jī)構(gòu)成,下位機(jī)主要完成倉(cāng)庫(kù)內(nèi)溫濕度的采集與處理，將其傳至1602液晶顯示，并做出判斷實(shí)現(xiàn)超限報(bào)警。同時(shí)，下位機(jī)還通過(guò) rs232 總線將溫濕度數(shù)據(jù)傳至上位機(jī),上位機(jī)可實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的溫度與濕度值。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,該系統(tǒng)電路簡(jiǎn)單、工作穩(wěn)定、集成度高,測(cè)試精度高,具有一定的實(shí)用價(jià)值。 關(guān)鍵詞單片機(jī) 溫濕度 dht11abstractthe temperature and humidit

5、y are one of the important factors which affect the quality of the goods in the warehouse. this paper designs an intelligent temperature and humidity detecting system of depot that based on mcu，which realizes real time measurement of temperature and humidity of the air in the depot. the administrato

6、r can monitor the temperature and humidity of the air conditions in the depot by using it.this text using at89s52 mcu as the control center, the monitoring system is composed of temperature and humidity sensor dht11, 1602 character lcm, which achieves precision measurement and controlling. the syste

7、m is composed of the upper set and the lower set. the lower set mainly fulfills the collection and processing about temperature and humidity in the warehouse, and transmits it to the lcd 1602 and displays it, then making the right judgment and realizing the overrun of alarm. meanwhile， the lower set

8、 also can transmits the data of temperature and humidity to the upper set through rs232 bus, then the upper set can displays the real time values of temperature and humidity. the result of the experiment has proved that the system has the features of simple circuit ,stable task , high integration，co

9、nvenient debugging and high precision, etc. therefore this system has a certain practical value.key wordssingle chip microcomputer temperature and humidity dht11 目錄第一章 緒論11.1選題背景11.2設(shè)計(jì)過(guò)程及工藝要求11.2.1基本功能11.2.2主要技術(shù)參數(shù)11.3設(shè)計(jì)主要內(nèi)容1第2章 溫濕度測(cè)量系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)32.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)32.2 系統(tǒng)總體框架32.3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)42.3.1 單片機(jī)的選擇42.3.2 顯示模塊92.3.3

10、 溫濕度采集模塊112.3.4 鍵盤(pán)模塊132.3.5 報(bào)警模塊152.3.6 串口通信模塊162.3.7 小結(jié)20第三章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)223.1 主程序設(shè)計(jì)223.2 溫濕度采集子程序設(shè)計(jì)243.3 液晶顯示子程序設(shè)計(jì)243.4 鍵盤(pán)掃描軟件設(shè)計(jì)263.4.1 鍵盤(pán)掃描功能263.4.2 鍵盤(pán)掃描工作原理263.4.3 鍵盤(pán)掃描流程圖283.5 串行通信模塊293.6 小結(jié)30第四章 結(jié)束語(yǔ)31參考文獻(xiàn)32致 謝33論文附件34一、英文原文34二、英文翻譯42三、倉(cāng)庫(kù)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)原理圖49四、元件列表50五、溫濕度檢測(cè)子程序51六、液晶顯示子程序54七、鍵盤(pán)掃描子程序58八、倉(cāng)庫(kù)溫濕度檢測(cè)系

11、統(tǒng)總程序60第一章 緒論1.1選題背景防潮、防霉、防腐、防爆是倉(cāng)庫(kù)日常工作的重要內(nèi)容，是衡量倉(cāng)庫(kù)管理質(zhì)量的重要指標(biāo)。它直接影響到儲(chǔ)備物資的使用壽命和工作可靠性。為保證日常工作的順利進(jìn)行，首要問(wèn)題是加強(qiáng)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)溫度與濕度的監(jiān)測(cè)工作。本設(shè)計(jì)就是設(shè)計(jì)一個(gè)基于單片機(jī)的控制的倉(cāng)庫(kù)溫濕度報(bào)警器。1.2設(shè)計(jì)過(guò)程及工藝要求1.2.1基本功能檢測(cè)溫度、濕度顯示溫度、濕度過(guò)限報(bào)警1.2.2主要技術(shù)參數(shù) 1. 溫度檢測(cè)范圍 ： -30-+502. 測(cè)量精度 ： 1%rh3. 濕度檢測(cè)范圍 ：10%-100%rh4. 檢測(cè)精度 ： 1%rh5. 顯示方式 ： 溫度：四位顯示 濕度：四位顯示6. 報(bào)警方式 ： 三極管驅(qū)動(dòng)

12、的蜂鳴音報(bào)警1.3設(shè)計(jì)主要內(nèi)容本系統(tǒng)采用美國(guó)atmel 公司生產(chǎn)的at89s52單片機(jī)作為控制核心，對(duì)溫濕度傳感器dht11采集到的溫、濕度信號(hào)進(jìn)行分析處理，然后輸出到lcd液晶以顯示其溫、濕度值。本設(shè)計(jì)可以手動(dòng)設(shè)置溫度濕度的上、下限值，只要有一樣與設(shè)定的值不符合時(shí)，即溫度濕度過(guò)高或過(guò)低，則該系統(tǒng)會(huì)發(fā)出語(yǔ)音報(bào)警，同時(shí)繼電器立即切斷電源，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的保護(hù)。本文所研究的主要內(nèi)容有以下幾個(gè)方面：（1）深入分析影響倉(cāng)庫(kù)溫濕度的各種因素，確定檢測(cè)方案；（2）系統(tǒng)能夠測(cè)量溫度、濕度；（3）超出設(shè)定值時(shí)系統(tǒng)能夠自動(dòng)報(bào)警；（4）能夠通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)定溫濕度值及復(fù)位操作；（5）系統(tǒng)能夠?qū)⒔Y(jié)果顯示在 lcd 顯示器上；（

13、7）繪制總體原理圖；第2章 溫濕度測(cè)量系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)2.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)溫濕度測(cè)量系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要是基于單片機(jī)對(duì)數(shù)字信號(hào)的高敏感性和可控性、溫濕度傳感器可以產(chǎn)生模擬信號(hào)等，本系統(tǒng)主要包括主控模塊、溫濕度采集模塊、顯示模塊、報(bào)警模塊、鍵盤(pán)模塊以及系統(tǒng)軟件等部分的設(shè)計(jì)。將單片機(jī)用作測(cè)控系統(tǒng)時(shí)，系統(tǒng)總要有被測(cè)信號(hào)懂得輸入通道，由計(jì)算機(jī)拾取必要的輸入信息。對(duì)于測(cè)量系統(tǒng)而言，如何準(zhǔn)確獲得被測(cè)信號(hào)是其核心任務(wù)；而對(duì)測(cè)控系統(tǒng)來(lái)講，對(duì)被控對(duì)象狀態(tài)的測(cè)試和對(duì)控制條件的監(jiān)察也是不可缺少的環(huán)節(jié)。傳感器是實(shí)現(xiàn)測(cè)量與控制的首要環(huán)節(jié)，是測(cè)控系統(tǒng)的關(guān)鍵部件，如果沒(méi)有傳感器對(duì)原始被測(cè)信號(hào)進(jìn)行準(zhǔn)確可靠的捕捉和轉(zhuǎn)換，一切準(zhǔn)確的測(cè)量和控制

14、都將無(wú)法實(shí)現(xiàn)。工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化測(cè)量和控制，幾乎主要依靠各種傳感器來(lái)檢測(cè)和控制生產(chǎn)過(guò)程中的各種參量，使設(shè)備和系統(tǒng)正常運(yùn)行在最佳狀態(tài)，從而保證生產(chǎn)的高效率和高質(zhì)量。2.2 系統(tǒng)總體框架本系統(tǒng)采用本系統(tǒng)采用美國(guó)atmel 公司生產(chǎn)的at89s52單片機(jī)作為控制核心，對(duì)溫濕度傳感器采集到的溫濕度數(shù)字信號(hào)進(jìn)行分析處理，然后輸出到lcd液晶顯示器顯示其溫、濕度值。本設(shè)計(jì)可以通過(guò)鍵盤(pán)手動(dòng)設(shè)置溫度濕度的上、下限值，該設(shè)定值為系統(tǒng)閾值。溫濕度傳感器將檢測(cè)到的值傳輸給單片機(jī)，通過(guò)單片機(jī)的分析比較，當(dāng)檢測(cè)到的數(shù)值超出所設(shè)定閾值時(shí)，則驅(qū)動(dòng)蜂鳴器報(bào)警，以便管理人員及時(shí)切斷電源，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的保護(hù)。系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖見(jiàn)圖2

15、-1。圖2-1 倉(cāng)庫(kù)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)框圖矩陣鍵盤(pán)溫濕度傳感器lcd顯示蜂鳴器報(bào)警單片機(jī)at89s52ttl232轉(zhuǎn)換電路max232串口上位機(jī)2.3系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)的硬件系統(tǒng)主要由主控模塊、顯示模塊、溫濕度采集模塊、串口通信模塊、鍵盤(pán)模塊和報(bào)警模塊組成。硬件電路設(shè)計(jì)見(jiàn)倉(cāng)庫(kù)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)整體原理圖（附錄圖三）2.3.1 單片機(jī)的選擇單片機(jī)是整個(gè)系統(tǒng)的控制核心14，它空值周圍器件協(xié)調(diào)工作，從而完成特定的功能。方案一：采用at89c51單片機(jī)。at89c51是美國(guó)atmel公司生產(chǎn)的，片內(nèi)含4k字節(jié)閃爍可編程可擦除只讀存儲(chǔ)器的低電壓，高性能cmos 8 位微處理器。該器件采用atmel高密度

16、非易失存儲(chǔ)器制造技術(shù)制造，與工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的mcs-51指令集和輸出管腳相兼容。由于將多功能8位cpu和閃爍存儲(chǔ)器組合在單個(gè)芯片中，atmel的at89c51是一種高效微控制器，為很多嵌入式控制系統(tǒng)提供了一種靈活性高且價(jià)廉的方案。at89c51不支持isp（在線更新程序）功能，且4個(gè)時(shí)鐘周期完成一個(gè)指令周期，處理速度較慢，適用于要求時(shí)時(shí)性不高的系統(tǒng)中。方案二：采用at89s52。at89s52 是美國(guó)atmel 公司生產(chǎn)的一種低功耗、高性能的cmos8 位微控制器,具有8k在系統(tǒng)可編程flash存儲(chǔ)器,采用的工藝是atmel公司的高密度非易失存儲(chǔ)器技術(shù)；片上flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程,亦適

17、于常規(guī)編程器；在單芯片上,擁有靈巧的8 位cpu 和在系統(tǒng)可編程flash ,使得at89s52 為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案，具有價(jià)格低廉、性能可靠、抗干擾能力強(qiáng)等特點(diǎn)。綜合本系統(tǒng)需要滿足的技術(shù)指標(biāo)以及硬件設(shè)計(jì)的性價(jià)比我們選擇方案二。1、單片機(jī)at89s52介紹at89s52是一種低功耗、高性能cmos 8位微控制器，具有8k在系統(tǒng)可編程flash 存儲(chǔ)器。使用atmel公司高密度非易失性存儲(chǔ)器技術(shù)制造，與工業(yè)80c51 產(chǎn)品指令和引腳完全兼容。片上flash允許程序存儲(chǔ)器在系統(tǒng)可編程，亦適于常規(guī)編程器。在單芯片上，擁有靈巧的8位cpu和在系統(tǒng)可編程flash，使得a

18、t89s52為眾多嵌入式控制應(yīng)用系統(tǒng)提供高靈活、超有效的解決方案。由于此單片機(jī)應(yīng)用在倉(cāng)庫(kù)溫濕度檢測(cè)上，所以本設(shè)計(jì)選用了低功耗、高性能、低價(jià)格。小管腳(40腳)的at89s52單片機(jī)。如圖3.2所示：圖3.2 at89s52芯片引腳圖at89s52具有以下標(biāo)準(zhǔn)功能：8k字節(jié)flash，256字節(jié)ram，32 位i/o口線，看門狗定時(shí)器，2 個(gè)數(shù)據(jù)指針，三個(gè)16 位定時(shí)器/計(jì)數(shù)器，一個(gè)6向量2級(jí)中斷結(jié)構(gòu)，全雙工串行口，片內(nèi)晶振及時(shí)鐘電路。另外，at89s52可降至0hz 靜態(tài)邏輯操作，支持2種軟件可選擇節(jié)電模式。空閑模式下，cpu停止工作，允許ram、定時(shí)器/計(jì)數(shù)器、串口、中斷繼續(xù)工作。掉電保護(hù)方

19、式下，ram內(nèi)容被保存，振蕩器被凍結(jié)，單片機(jī)一切工作停止，直到下一個(gè)中斷或硬件復(fù)位為止。at89s52最小系統(tǒng)原理圖：圖3-1 at89s52最小系統(tǒng)原理圖引腳功能介紹：1.vcc：電源電壓。2.gnd：地。3. p0 口：p0口是一個(gè)8位漏極開(kāi)路的雙向i/o口。作為輸出口，每位能驅(qū)動(dòng)8個(gè)ttl邏輯電平。對(duì)p0端口寫(xiě)“1”時(shí)，引腳用作高阻抗輸入。當(dāng)訪問(wèn)外部程序和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，p0口也被作為低8位地址/數(shù)據(jù)復(fù)用。在這種模式下,p0具有內(nèi)部上拉電阻。在flash編程時(shí)，p0口也用來(lái)接收指令字節(jié)；在程序校驗(yàn)時(shí)，輸出指令字節(jié)。程序校驗(yàn)時(shí)，需要外部上拉電阻。4. p1 口：p1 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻

20、的8 位雙向i/o 口，p1 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè) ttl 邏輯電平。對(duì)p1 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（iil）。 此外，p1.0和p1.2分別作定時(shí)器/計(jì)數(shù)器2的外部計(jì)數(shù)輸入（p1.0/t2）和時(shí)器/計(jì)數(shù)器2 的觸發(fā)輸入（p1.1/t2ex），具體如表3.1所示：在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，p1口接收低8位地址字節(jié)。表3.1 p1口的第二功能引腳號(hào)第二功能p1.0t2（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器t2的外部計(jì)數(shù)輸入），時(shí)鐘輸出p1.1t2ex（定時(shí)器/計(jì)數(shù)器t2的捕捉/重載觸發(fā)信號(hào)和方向控制）p1.5mo

21、si（在系統(tǒng)編程用）p1.6miso（在系統(tǒng)編程用）p1.7sck（在系統(tǒng)編程用）5.p2 口：p2 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p2 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)ttl 邏輯電平。對(duì)p2 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（iil）。在訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器或用16位地址讀取外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器（例如執(zhí)行movx dptr）時(shí)，p2 口送出高八位地址。在這種應(yīng)用中，p2 口使用很強(qiáng)的內(nèi)部上拉發(fā)送1。在使用 8位地址（如movx ri）訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，p2口輸出p2鎖存器的內(nèi)容。在flash編

22、程和校驗(yàn)時(shí)，p2口也接收高8位地址字節(jié)和一些控制信號(hào)。6. p3 口：p3 口是一個(gè)具有內(nèi)部上拉電阻的8 位雙向i/o 口，p3 輸出緩沖器能驅(qū)動(dòng)4 個(gè)ttl 邏輯電平。對(duì)p3 端口寫(xiě)“1”時(shí)，內(nèi)部上拉電阻把端口拉高，此時(shí)可以作為輸入口使用。作為輸入使用時(shí)，被外部拉低的引腳由于內(nèi)部電阻的原因，將輸出電流（iil）。p3口亦作為at89s52特殊功能（第二功能）使用，如表3.2所示。 在flash編程和校驗(yàn)時(shí)，p3口也接收一些控制信號(hào)。表3.2 p3口的第二功能端口引腳第二功能p3.0rxd(串行輸入口)p3.1txd(串行輸出口)p3.2into(外中斷0)p3.3int1(外中斷1)p3.4

23、to(定時(shí)/計(jì)數(shù)器0)p3.5t1(定時(shí)/計(jì)數(shù)器1)p3.6wr(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器寫(xiě)選通)p3.7rd(外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器讀選通)此外，p3口還接收一些用于flash閃存編程和程序校驗(yàn)的控制信號(hào)。rst復(fù)位輸入。當(dāng)振蕩器工作時(shí)，rst引腳出現(xiàn)兩個(gè)機(jī)器周期以上高電平將是單片機(jī)復(fù)位。ale/prog當(dāng)訪問(wèn)外部程存儲(chǔ)器或數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)，ale（地址鎖存允許）輸出脈沖用于鎖存地址的低8位字節(jié)。一般情況下，ale仍以時(shí)鐘振蕩頻率的1/6輸出固定的脈沖信號(hào)，因此它可對(duì)外輸出時(shí)鐘或用于定時(shí)目的。要注意的是：每當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器時(shí)將跳過(guò)一個(gè)ale脈沖。對(duì)flash存儲(chǔ)器編程期間，該引腳還用于輸入編程脈沖（prog）

24、。如有必要，可通過(guò)對(duì)特殊功能寄存器（sfr）區(qū)中的8eh單元的d0位置位，可禁止ale操作。該位置位后，只有一條movx和movc指令才能將ale激活。此外，該引腳會(huì)被微弱拉高，單片機(jī)執(zhí)行外部程序時(shí)，應(yīng)設(shè)置ale禁止位無(wú)效。psen程序儲(chǔ)存允許（psen）輸出是外部程序存儲(chǔ)器的讀選通信號(hào)，當(dāng)at89c52由外部程序存儲(chǔ)器取指令（或數(shù)據(jù)）時(shí)，每個(gè)機(jī)器周期兩次psen有效，即輸出兩個(gè)脈沖，在此期間，當(dāng)訪問(wèn)外部數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器，將跳過(guò)兩次psen信號(hào)。ea/vpp外部訪問(wèn)允許，欲使cpu僅訪問(wèn)外部程序存儲(chǔ)器（地址為0000h-ffffh），ea端必須保持低電平（接地）。需注意的是：如果加密位lb1被編程，

25、復(fù)位時(shí)內(nèi)部會(huì)鎖存ea端狀態(tài)。如ea端為高電平（接vcc端），cpu則執(zhí)行內(nèi)部程序存儲(chǔ)器的指令。flash存儲(chǔ)器編程時(shí)，該引腳加上+12v的編程允許電源vpp，當(dāng)然這必須是該器件是使用12v編程電壓vpp。2.3.2 顯示模塊液晶顯示器(lcd)具有功耗低、體積小、重量輕、超薄等許多其它顯示器無(wú)法比擬的優(yōu)點(diǎn)，近幾年來(lái)被廣泛用于單片機(jī)控制的智能儀器、儀表和低功耗電子產(chǎn)品中。單片機(jī)可以通過(guò)數(shù)據(jù)總線與控制信號(hào)直接采用存儲(chǔ)器訪問(wèn)形式、i/o設(shè)備訪問(wèn)形式控制該液晶顯示模塊。本設(shè)計(jì)采用1602液晶屏，液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過(guò)電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，通電后就可以顯示出圖形、文字。1、顯示器的

26、選擇方案一：采用led數(shù)碼管。系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)顯示方式驅(qū)動(dòng)6 個(gè)數(shù)碼管工作,其中4 個(gè)數(shù)碼管用來(lái)顯示溫度值,2 個(gè)用來(lái)顯示檢測(cè)到的濕度值。用74ls138 的輸入端來(lái)選擇位碼,單片機(jī)的p1口控制數(shù)碼管的斷碼。如果檢測(cè)到的溫度與濕度發(fā)生變化時(shí),數(shù)碼管即會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化,起到實(shí)時(shí)顯示功能。led數(shù)碼管亮度高、工作電壓低、功耗小、小型化、壽命長(zhǎng)、耐沖擊和性能穩(wěn)定，從而得到了廣泛的應(yīng)用。方案二：采用1602液晶屏。液晶顯示的原理是利用液晶的物理特性，通過(guò)電壓對(duì)其顯示區(qū)域進(jìn)行控制，有電就有顯示，這樣即可以顯示出圖形。液晶顯示器具有厚度薄、適用于大規(guī)模集成電路直接驅(qū)動(dòng)、易于實(shí)現(xiàn)全彩色顯示的特點(diǎn)，目前已經(jīng)被廣泛

27、應(yīng)用在便攜式電腦、數(shù)字?jǐn)z像機(jī)、pda移動(dòng)通信工具等眾多領(lǐng)域。相對(duì)而言，液晶顯示器顯示質(zhì)量高、體積小、功耗低等特點(diǎn)，而且其電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，操作更加方便。因此我們選擇方案二。2、1602液晶簡(jiǎn)介1602字符型液晶是工業(yè)字符型液晶，能夠同時(shí)顯示16 ×2即32個(gè)字符（16列2行）。注：為了表示的方便，后文皆以1表示高電平，0表示低電平。3、1602液晶顯示特性(1)單5v電源電壓，功耗低、壽命長(zhǎng)、可靠性高；(2)內(nèi)置192種字符（160個(gè)5×7點(diǎn)陣字符和32個(gè)5×10字符）；(3)具有64個(gè)字節(jié)的自定義字符ram，可自定義八個(gè)5×8點(diǎn)陣字符；(4)顯示方式：st

28、n、半透、正顯；(5)驅(qū)動(dòng)方式：1/16duty,1/5bias；(6)視角方向：6點(diǎn)；(7)背光方式：底部led；(8)通訊方式：4位或8位并口可選；(9)標(biāo)準(zhǔn)的接口特性，適配mc51和m6800系列mpu的操作時(shí)序。4、1602液晶與at89s52接口電路圖3-2 1602lcd與單片機(jī)接口電路圖2.3.3 溫濕度采集模塊1、傳感器的選擇傳感器是實(shí)現(xiàn)測(cè)量與控制的首要環(huán)節(jié)，是檢測(cè)系統(tǒng)的關(guān)鍵部件。方案一：采用熱電阻溫度傳感器和hos-201濕敏傳感器。熱電阻是利用導(dǎo)體的電阻隨溫度變化的特性制成的測(cè)溫元件?，F(xiàn)應(yīng)用較多的有鉑、銅、鎳等熱電阻。其主要的特點(diǎn)為精度高、測(cè)量范圍大、便于遠(yuǎn)距離測(cè)量。鉑的物

29、理、化學(xué)性能極穩(wěn)定，耐氧化能力強(qiáng)，易提純，復(fù)制性好，工業(yè)性好，電阻率較高，因此，鉑電阻用于工業(yè)檢測(cè)中高精密測(cè)溫和溫度標(biāo)準(zhǔn)。缺點(diǎn)是價(jià)格貴，溫度系數(shù)小，受到磁場(chǎng)影響大，在還原介質(zhì)中易被玷污變脆。銅電阻的溫度系數(shù)比鉑電阻大，價(jià)格低，也易于提純和加工；但其電阻率小，在腐蝕性介質(zhì)中使用穩(wěn)定性差。在工業(yè)中用于-50180測(cè)溫。hos-201濕敏傳感器為高濕度開(kāi)關(guān)傳感器，它的工作電壓為交流1v以下，頻率為50hz1khz，測(cè)量濕度范圍為0100%rh，工作溫度范圍為050，阻抗在75%rh（25）時(shí)為1m。這種傳感器原是用于開(kāi)關(guān)的傳感器，不能在寬頻帶范圍內(nèi)檢測(cè)濕度，因此，主要用于判斷規(guī)定值以上或以下的濕度電

30、平。然而，這種傳感器只限于一定范圍內(nèi)使用時(shí)才具有良好的線性，從而有效地利用其線性特性，而且它還不具備在本設(shè)計(jì)系統(tǒng)中對(duì)溫度-3050的要求。方案二：采用dht11溫濕度傳感器。dht11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)ntc測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接，因此，該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)，抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。綜上所述，我們選擇方案二來(lái)作為本系統(tǒng)的溫濕度傳感器。2、dht11溫濕度傳感器簡(jiǎn)介dht11數(shù)字溫濕度傳感器是一

31、款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與卓越的長(zhǎng)期穩(wěn)定性。dht11傳感器包括一個(gè)電阻式感濕元件和一個(gè)ntc測(cè)溫元件，并與一個(gè)高性能8位單片機(jī)相連接。因此該產(chǎn)品具有品質(zhì)卓越、超快響應(yīng)、抗干擾能力強(qiáng)、性價(jià)比極高等優(yōu)點(diǎn)。每個(gè)dht11傳感器都在極為精確的濕度校驗(yàn)室中進(jìn)行校準(zhǔn)。校準(zhǔn)系數(shù)以程序的形式儲(chǔ)存在otp（one time programable）內(nèi)存中，傳感器內(nèi)部在檢測(cè)信號(hào)的處理過(guò)程中要調(diào)用這些校準(zhǔn)系數(shù)。單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷。超小的體積、極低的功耗，信號(hào)傳輸距離可達(dá)20米以上，產(chǎn)品為 4 針單排引腳封

32、裝，連接簡(jiǎn)單方便，使其成為各類應(yīng)用場(chǎng)合的最佳選擇。3、dht11引腳及接口圖3-3 dht11引腳及接口原理圖表3-4 dht11引腳功能引腳名稱注釋1vdd供電35.5v dc2data串行數(shù)據(jù)，單總線3nc空腳，請(qǐng)懸空4gnd接地，電源負(fù)極2.3.4 鍵盤(pán)模塊鍵盤(pán)分為獨(dú)立式鍵盤(pán)和矩陣式鍵盤(pán)。在本設(shè)計(jì)中由于按鍵較多，因此選用矩陣式鍵盤(pán)。1、鍵盤(pán)控制電路本系統(tǒng)中鍵盤(pán)的作用是實(shí)現(xiàn)人機(jī)交互功能，通過(guò)鍵盤(pán)設(shè)置溫度濕度的上、下限值。鍵盤(pán)控制電路如下圖所示：圖3-4 鍵盤(pán)控制電路2、各功能鍵作用分配（1）開(kāi)/關(guān)機(jī)鍵：主要控制硬件系統(tǒng)的開(kāi)/關(guān)機(jī)。（2）數(shù)字設(shè)置鍵：s0和s1分別為溫度1+和溫度1-，用來(lái)設(shè)

33、置溫度的下限值； s2和s3分別為濕度1+和濕度1-，用來(lái)設(shè)置濕度的下限值； s4和s5分別為溫度2+和溫度2-，用來(lái)設(shè)置溫度的上限值； s6和s7分別為濕度2+和濕度2-，用來(lái)設(shè)置濕度的上限值。當(dāng)傳感器采集到的溫度、濕度值中有一樣超出所設(shè)定的區(qū)間，即溫度濕度過(guò)高或過(guò)低，則該系統(tǒng)會(huì)發(fā)出蜂鳴報(bào)警。（3）復(fù)位鍵：在測(cè)溫濕度過(guò)程中，若需要中斷正在運(yùn)行的測(cè)試狀態(tài)，則按下復(fù)位鍵，系統(tǒng)重新初始化。另外，在設(shè)定倉(cāng)庫(kù)允許的溫濕度上、下限值時(shí)，若一不小心輸入錯(cuò)誤，想重新輸入，則亦可按復(fù)位鍵進(jìn)行修改。（4）開(kāi)報(bào)警鍵：se為開(kāi)報(bào)警鍵，當(dāng)溫/濕度值超過(guò)設(shè)定值而報(bào)警時(shí)，則可以按該鍵取消報(bào)警。（5）關(guān)報(bào)警鍵：sf為關(guān)報(bào)警

34、鍵，用來(lái)關(guān)閉蜂鳴報(bào)警。2.3.5 報(bào)警模塊1、報(bào)警模塊的選擇方案一：采用語(yǔ)音芯片isd1420。isd1420為美國(guó)isd公司出品的優(yōu)質(zhì)單片語(yǔ)音錄放電路，它由振蕩器、語(yǔ)音存儲(chǔ)單元、前置放大器、自動(dòng)增益控制電路、抗干擾濾波器、輸出放大器組成。該芯片具備分段錄音功能,其工作電壓在4. 5 v5. 5 v 范圍,使用直接電平/ 邊緣存儲(chǔ)技術(shù),省去了a/ d、d/ a 轉(zhuǎn)換。其內(nèi)部集成了大容量的eeprom ,不再需要擴(kuò)展存儲(chǔ)器,便于與單片機(jī)連接。isd1420 的地址模式必須要精確計(jì)算錄音時(shí)間與地址單元的換算，才能確定每段語(yǔ)音的起始地址，除非使用isd公司生產(chǎn)的 isd1425 高級(jí)語(yǔ)音編程拷貝機(jī)

35、進(jìn)行自動(dòng)分段錄音并將地址讀出，否則使用起來(lái)還是很麻煩的。而操作模式雖然可以不用擔(dān)心語(yǔ)音地址的問(wèn)題，但在多段錄放上的操作略顯繁瑣，完成一個(gè)功能要進(jìn)行多個(gè)管腳的操作，使用起來(lái)不是很方便。而且isd1420價(jià)格昂貴，貨源稀缺，雖功能強(qiáng)大，但不是最佳選擇。方案二：采用壓電式蜂鳴器。蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、報(bào)警器、電子玩具、汽車電子設(shè)備、定時(shí)器等電子產(chǎn)品中作發(fā)聲器件。壓電式蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成，有的壓電式蜂鳴器外殼上還裝有發(fā)光二極管。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構(gòu)成，當(dāng)接通電源后（1.515v直流工作電壓）,多

36、諧振蕩器起振,輸出1.52.5khz的音頻信號(hào)，阻抗匹配器推動(dòng)壓電蜂鳴片發(fā)聲。因此該產(chǎn)品電路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，操作更加方便，而且具有很高的性價(jià)比。綜上所述，本設(shè)計(jì)選擇方案二作為本系統(tǒng)的報(bào)警模塊。本系統(tǒng)采用蜂鳴器作為報(bào)警裝置，蜂鳴器是一種一體化結(jié)構(gòu)的電子訊響器，采用直流電壓供電，廣泛應(yīng)用于計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、復(fù)印機(jī)、電子玩具、報(bào)警器等電子產(chǎn)品中作發(fā)生器件。在單片機(jī)應(yīng)用的設(shè)計(jì)上，很多方案都會(huì)用到蜂鳴器，大部分都是使用蜂鳴器來(lái)做提示或報(bào)警，比如按鍵按下、開(kāi)始工作、工作結(jié)束或是故障等等。2、報(bào)警電路接口圖3-5 三極管驅(qū)動(dòng)的蜂鳴音報(bào)警電路3、蜂鳴器工作原理本設(shè)計(jì)采用峰鳴音報(bào)警電路，其工作過(guò)程就是把傳感器采集的數(shù)據(jù)

37、通過(guò)單片機(jī)處理后，與該參數(shù)上下限給定值進(jìn)行比較，如果高于上限值（或低于下限值）則進(jìn)行報(bào)警，否則就作為采樣的正常值進(jìn)行顯示。在本系統(tǒng)中峰鳴音報(bào)警接口電路的設(shè)計(jì)采用壓電式蜂鳴器，通過(guò)at89s52的1根口線經(jīng)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)蜂鳴音發(fā)聲。壓電式蜂鳴器約需10ma的驅(qū)動(dòng)電流，可以用一個(gè)晶體三極管驅(qū)動(dòng)，如上圖3-5所示。在圖中，p2.7接晶體管基極輸入端。當(dāng)p2.7輸出高電平“1”時(shí)，晶體管導(dǎo)通，壓電蜂鳴器兩端獲得約+5v電壓而鳴叫；當(dāng)p2.7輸出低電平“0”時(shí)，三極管截止，蜂鳴器停止發(fā)聲。2.3.6 串口通信模塊為了對(duì)采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)一步處理，需要將單片機(jī)采集的溫度和濕度數(shù)據(jù)傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，利用單片機(jī)的 rxd

38、、txd 接口連接到 rs232 串行口接收或發(fā)送數(shù)據(jù)和指令，但是單片機(jī)的 ttl 電平和 rs232 不兼容，因此使用了 max232 進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，at89s52具有串行通訊接口(sci),sci 是為能與 crt 終端及計(jì)算機(jī)等外設(shè)通訊的全雙工異步系統(tǒng)，本系統(tǒng)采用 rs-232c 接口方式，傳送波特率為9600比特。接口芯片采用 max232，這種芯片可以實(shí)現(xiàn)ttl電平和rs-232c接口電平之間的轉(zhuǎn)換，也就是可以把5v電平表示“1”、0v電平表示“0”的邏輯，轉(zhuǎn)換成-315v電平表示“1”、+315v電平表示“0”的邏輯，從而解決了由于pc機(jī)的串行口是 rs-232c 標(biāo)準(zhǔn)的接口，其輸

39、入輸出在電平上和采用ttl 電平的 at89s52 在接口時(shí)會(huì)產(chǎn)生電平不同的問(wèn)題。因此，pc機(jī)和 at89s52 單片機(jī)串行通信便可以順利進(jìn)行。1、rs-232c簡(jiǎn)介在單片機(jī)通信中, 談到串口通信, 必然涉及rs-232c。rs-232c 總線標(biāo)準(zhǔn)是美國(guó) eia (電子工業(yè)聯(lián)合會(huì))與 bell 公司一起開(kāi)發(fā)并于1969年公布的通信協(xié)議，該總線是廣泛使用在微機(jī)數(shù)據(jù)終端設(shè)備dte和數(shù)據(jù)通信設(shè)備 dce 之間的外部總線接口。rs 是英文“推薦標(biāo)準(zhǔn)”的縮寫(xiě),232 是標(biāo)志號(hào),c 表示修改的次數(shù)。rs232c 定義了數(shù)據(jù)終端設(shè)備(dte) 與數(shù)據(jù)通信設(shè)備(dce)之間的物理接口標(biāo)準(zhǔn)。接口標(biāo)準(zhǔn)包括機(jī)械特性

40、、功能特性和電氣特性等方面的內(nèi)容。在電氣特性中,采用負(fù)邏輯電平表示,規(guī)定邏輯0 電平為+ 5 v +15 v ,邏輯1 為- 15 v - 5 v 15,常稱之為rs232電平。而單片機(jī)輸出的是ttl 或coms 電平。我們知道, ttl/ coms電平規(guī)定邏輯0電平為0 v ,邏輯1 電平為+ 5 v。顯然,當(dāng)pc機(jī)與單片機(jī)進(jìn)行通信時(shí),其接口就不能直接相連,必須經(jīng)過(guò)電平轉(zhuǎn)換,否則就會(huì)損壞設(shè)備。當(dāng)微機(jī)配備了 rs一232 接口后，它不僅可以與多種儀器和外設(shè)連接，而且，通過(guò)它還可以在兩臺(tái)微機(jī)之間進(jìn)行近程和遠(yuǎn)程的通信。該總線有以下優(yōu)點(diǎn):（1）串行通訊成本低廉，通用性強(qiáng)，符合rs一232標(biāo)準(zhǔn)的串行口

41、已成為pc機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置；（2）通過(guò)該總線接口，可以使微機(jī)控制各種測(cè)量?jī)x器，組成自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)；（3）擴(kuò)展了微機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域，使個(gè)人計(jì)算機(jī)的功能得以加強(qiáng)；（5）現(xiàn)代信息處理系統(tǒng)要求電子測(cè)量、通信和微機(jī)有機(jī)結(jié)合在一起，即用測(cè)量?jī)x表采集、檢測(cè)信息，用通信網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行傳輸，并通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理和控制；（6）rs一232c的信號(hào)連接十分靈活，通過(guò)對(duì)信號(hào)線進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，即可通過(guò)modem進(jìn)行遠(yuǎn)程傳送，也可以直接連接應(yīng)于近距離傳輸；即可以連接成主從的dte一dce方式，也可以把兩臺(tái)微機(jī)連接成對(duì)等的方式。rs一232c的總線可分為四類信號(hào)線，即數(shù)據(jù)總線、控制總線、定時(shí)總線和信號(hào)地線。數(shù)據(jù)線:數(shù)據(jù)傳送是串行的，可工作在

42、全雙工或半雙工狀態(tài)?？刂瓶偩€:該總線由發(fā)送控制信號(hào)、接收控制信號(hào)和設(shè)備狀態(tài)信號(hào)組成，發(fā)送控制信號(hào)有rts和cts；接收控制信號(hào)有ddc，信號(hào)品質(zhì)檢測(cè)器和振鈴指器。定時(shí)總線:該信號(hào)是確定數(shù)據(jù)位的中心，不向外部提供；信號(hào)地線:rs一232c采用負(fù)邏輯工作，即邏輯“l(fā)”電平為一5v一一15v，邏輯“0”的電平為+5v一+15v。rs-232c 總線是以異步串口的方式工作，異步串行通信具有異步和串行兩個(gè)特點(diǎn)。所謂串行，是指發(fā)送方和接收方之間數(shù)據(jù)信息是在單根數(shù)據(jù)線上每次傳送一個(gè)二進(jìn)制位。所謂異步，是指同一數(shù)據(jù)字符內(nèi)的定時(shí)和順序是嚴(yán)格的，而相鄰兩個(gè)數(shù)據(jù)字符之間的停頓時(shí)間可以長(zhǎng)短不一。2、max232簡(jiǎn)介本

43、系統(tǒng)采用的是 maxim 公司生產(chǎn)的 max232 接口芯片，該芯片就是maxim 公司專門為pc 機(jī) rs2232 標(biāo)準(zhǔn)串口設(shè)計(jì)的電平轉(zhuǎn)換電路。max232 芯片與 ttl/ coms 電平兼容,片內(nèi)有2 個(gè)發(fā)送器,2 個(gè)接收器,且使用+ 5 v單電源供電,使用非常方便。max232 芯片能夠同時(shí)滿足ttl向 rs232c 和 rs232c 向 ttl 電平轉(zhuǎn)換的功能。同時(shí)，max232 具有 士15v 的防靜電釋放功能，能保持在 士15v 的靜電釋放的情況下正常工作，不損壞兩端的器件，提高了系統(tǒng)工作的可靠性。max232 可分為三部分：（1）電荷泵。電荷泵的主要任務(wù)是將直流5 v 電源轉(zhuǎn)換

44、為±10 v 的電源,以滿足ttl/ cmos 電平轉(zhuǎn)換成rs23 電平的需要，它主要由1 - 6 腳和外接的4 個(gè)電容( c1 - c4 ) 組成。（2）將ttl/ cmos 電平轉(zhuǎn)換成 rs232 電平。主要由11 ( t1in ) 腳、10 腳( t2in ) 、14 腳( t1out ) 和7 ( t2out ) 腳構(gòu)成。在實(shí)際應(yīng)用中,常將11 腳(或10 腳) 與 at89s52 單片機(jī)的串行發(fā)送端 txd 相連接,而將14 腳(或7 腳) 與rs232 相連接。這樣從單片機(jī)輸出的 ttl/ cmos 電平, 經(jīng)過(guò)max232 內(nèi)部電路,轉(zhuǎn)換成了 rs232 所需要的電平,

45、由14 腳(7 腳) 送至rs232。（3）將±10 v 的 rs232 電平,轉(zhuǎn)換成 ttl/ cmos 電平。rs232 電平由13 腳(r1in ) 或8 腳(r2in ) 輸入,經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換后的 ttl/ cmos 電平由12 腳( r1out ) 或9 腳( r2out ) 輸出,送至 at89s52 單片機(jī)的接收端 rxd。16 腳(v cc) 電源端, + 5 v 直流電源供電;15 腳( gnd) ,電源接地。max232 芯片控制電路及接口如下圖所示：圖3-6 max232 芯片控制電路3、74hc573簡(jiǎn)介74hc573是一款高速cmos器件，74hc573引腳兼容低

46、功耗肖特基ttl（lsttl）系列。其引腳功能圖如下所示：圖3-7 74hc573引腳圖74hc573包含八路d 型透明鎖存器，每個(gè)鎖存器具有獨(dú)立的d 型輸入以及適用于面向總線的應(yīng)用的三態(tài)輸出。所有鎖存器共用一個(gè)鎖存使能（le）端和一個(gè)輸出使能（oe）端。表3-5 74hc573功能表輸入輸出輸出使能鎖存使能dqlhhhlhllllx不變hxxz注：x=不用關(guān)心z=高阻抗當(dāng)le為高時(shí)，數(shù)據(jù)從dn輸入到鎖存器，在此條件下，鎖存器進(jìn)入透明模式，也就是說(shuō)，鎖存器的輸出狀態(tài)將會(huì)隨著對(duì)應(yīng)的d輸入每次的變化而改變。當(dāng)le為低時(shí)，鎖存器將存儲(chǔ)d輸入上的信息一段就緒時(shí)間，直到le的下降沿來(lái)臨。oe為低時(shí)，8個(gè)

47、鎖存器的內(nèi)容可被正常輸出；當(dāng)oe為高時(shí)，輸出進(jìn)入高阻態(tài)。oe端的操作不會(huì)影響鎖存器的狀態(tài)。2.3.7 小結(jié)本系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要有主控模塊、顯示模塊、溫濕度采集模塊、串口通信模塊、鍵盤(pán)模塊和報(bào)警模塊六大模塊，其中主控模塊 at89s52 的晶振電路采用11.0592mhz 的無(wú)源晶振,微調(diào)電容大小取22 pf。顯示模塊選用1602 字符型液晶模塊,是目前工控系統(tǒng)中使用最為廣泛的液晶屏之一。溫濕度采集模塊所采用的dht11數(shù)字溫濕度傳感器是一款含有已校準(zhǔn)數(shù)字信號(hào)輸出的溫濕度復(fù)合傳感器，它應(yīng)用專用的數(shù)字模塊采集技術(shù)和溫濕度傳感技術(shù)，確保產(chǎn)品具有極高的可靠性與穩(wěn)定性；其單線制串行接口，使系統(tǒng)集成變得簡(jiǎn)易快捷

48、。報(bào)警模塊所采用的蜂鳴器額定電流i 30ma ,而對(duì)于 at89s52 單片機(jī),p1 口的灌電流為1.6ma ,拉電流為60a ,由此可見(jiàn),僅靠單片機(jī)的p1 口電流是不能驅(qū)動(dòng)蜂鳴器的,必須使用集晶體管放大電路。為了使單片機(jī)消耗的功率更小,故而采用 pnp 型晶體管 a1015。系統(tǒng)的輸入模塊采用中斷掃描的4 ×4 矩陣鍵盤(pán),相比定時(shí)掃描方式,提高了mcu 的使用效率。第三章系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)在系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)中，充分考慮了與硬件電路有機(jī)結(jié)合，利用 at89s52 單片機(jī)以及溫濕度傳感器 dht11 許多優(yōu)異的特性實(shí)現(xiàn)對(duì)溫度和濕度的高精度測(cè)量。系統(tǒng)軟件采用模塊化設(shè)計(jì)，在主程序下分成若干彼此獨(dú)立的

49、功能模塊，如溫濕度數(shù)據(jù)采集、液晶顯示、鍵盤(pán)輸入、串口通訊模塊等。系統(tǒng)單片機(jī)代碼采用 c 語(yǔ)言編寫(xiě)，以 keil uvision3 為開(kāi)發(fā)環(huán)境。系統(tǒng)程序主要由主程序、溫濕度采集子程序、鍵盤(pán)掃描子程序、液晶顯示子程序、報(bào)警子程序、串口發(fā)送和接收子程序等部分組成。其中，系統(tǒng)的主程序設(shè)計(jì)主要完成系統(tǒng)初始化、中斷優(yōu)先級(jí)設(shè)定以及判斷調(diào)用各模塊程序，即主要實(shí)現(xiàn)各模塊程序的鏈接。設(shè)計(jì)時(shí)只需對(duì)溫度濕度進(jìn)行相應(yīng)的采集處理后，即可讓液晶實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前的溫度與濕度值。而蜂鳴報(bào)警只需接上單片機(jī)的io口，并對(duì)其接口線進(jìn)行編程即可完成。整個(gè)控制系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)采用鍵盤(pán)控制方式。3.1 主程序設(shè)計(jì)倉(cāng)庫(kù)溫、濕度測(cè)控系統(tǒng)軟件設(shè)計(jì)主要由

50、系統(tǒng)初始化、溫濕度數(shù)據(jù)采集、液晶顯示、鍵盤(pán)掃描處理、數(shù)據(jù)通信等幾部分組成。程序設(shè)計(jì)思想：首先要對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行初始化，主要完成對(duì)單片機(jī)各功能部件初始狀態(tài)的配置。然后通過(guò)鍵盤(pán)處理模塊對(duì)現(xiàn)場(chǎng)控制信號(hào)進(jìn)行設(shè)定，設(shè)置溫、濕度的上限與下限，即報(bào)警范圍；同時(shí)，鍵盤(pán)處理模塊還可以完成特殊情況下強(qiáng)制執(zhí)行信號(hào)的操作，如復(fù)位、開(kāi)/關(guān)報(bào)警等。接下來(lái)通過(guò)溫濕度傳感器數(shù)據(jù)采集模塊完成對(duì)環(huán)境溫、濕度的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集及相關(guān)處理。最后通過(guò)液晶顯示屏顯示現(xiàn)場(chǎng)溫、濕度參數(shù)，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)溫、濕度參數(shù)的實(shí)時(shí)顯示。其中，通過(guò)單片機(jī)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)到的溫、濕度實(shí)時(shí)參數(shù)與所設(shè)定的溫、濕度控制參數(shù)進(jìn)行比較，若發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)值超出所設(shè)定范圍，則蜂鳴器發(fā)出報(bào)警

51、提示。此外，數(shù)據(jù)通信完成溫、濕度檢測(cè)系統(tǒng)與上位pc機(jī)之間的協(xié)議化通信，以便上位pc機(jī)能夠定時(shí)讀取測(cè)控系統(tǒng)的溫、濕度參數(shù)。系統(tǒng)程序流程圖如圖4-1所示：n y開(kāi)始系統(tǒng)初始化設(shè)定報(bào)警范圍鍵盤(pán)掃描處理溫、濕度數(shù)據(jù)采集顯示現(xiàn)場(chǎng)溫濕度參數(shù)溫度、濕度是否超出范圍報(bào)警 while 循環(huán)讀取溫、濕度控制參數(shù)發(fā)送溫度、濕度到上位機(jī)圖4-1 倉(cāng)庫(kù)溫濕度檢測(cè)系統(tǒng)程序流程圖3.2 溫濕度采集子程序設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中溫濕度檢測(cè)模塊采用數(shù)字溫濕度傳感器 dht11，當(dāng)用戶mcu發(fā)送一次開(kāi)始信號(hào)后,dht11 從低功耗模式轉(zhuǎn)換到高速模式,等待主機(jī)開(kāi)始信號(hào)結(jié)束后，dht11 發(fā)送響應(yīng)信號(hào),送出40 bit 的數(shù)據(jù)，并觸發(fā)一次信號(hào)采

52、集,用戶可選擇讀取部分?jǐn)?shù)據(jù)。該模式下,dht11 接收到開(kāi)始信號(hào)觸發(fā)一次溫濕度采集,如果沒(méi)有接收到主機(jī)發(fā)送開(kāi)始信號(hào),dht11 不會(huì)主動(dòng)進(jìn)行溫濕度采集，采集數(shù)據(jù)后轉(zhuǎn)換到低速模式。dht11工作過(guò)程如下：總線空閑狀態(tài)為高電平,單片機(jī)把總線拉低等待dht11響應(yīng),單片機(jī)把總線拉低必須大于18毫秒,保證dht11能檢測(cè)到起始信號(hào)。dht11接收到單片機(jī)的開(kāi)始信號(hào)后,等待單片機(jī)開(kāi)始信號(hào)結(jié)束,然后發(fā)送80us低電平響應(yīng)信號(hào)。主機(jī)發(fā)送開(kāi)始信號(hào)結(jié)束后,延時(shí)等待20-40us, 然后讀取dht11的響應(yīng)信號(hào),單片機(jī)機(jī)發(fā)送開(kāi)始信號(hào)后,可以切換到輸入模式或者輸出高電平, 總線由上拉電阻拉高。當(dāng)總線為低電平時(shí),說(shuō)明

53、dht11發(fā)送響應(yīng)信號(hào)。dht11發(fā)送響應(yīng)信號(hào)后,再把總線拉高80us,準(zhǔn)備發(fā)送數(shù)據(jù),每一bit數(shù)據(jù)都以 50us 低電平時(shí)隙開(kāi)始,高電平的長(zhǎng)短決定了數(shù)據(jù)位是0還是1。如果讀取響應(yīng)信號(hào)為高電平,則dht11沒(méi)有響應(yīng),請(qǐng)檢查線路是否連接正常。當(dāng)最后一bit數(shù)據(jù)傳送完畢后，dht11拉低總線50us,隨后總線由上拉電阻拉高進(jìn)入空閑狀態(tài)。溫濕度采集子程序見(jiàn)附錄五。3.3 液晶顯示子程序設(shè)計(jì)本設(shè)計(jì)中采用標(biāo)準(zhǔn)的 1602 液晶顯示屏。1602 液晶模塊內(nèi)部的字符發(fā)生存儲(chǔ)器（cgrom)已經(jīng)存儲(chǔ)了192種字符（160個(gè)5×7點(diǎn)陣字符和32個(gè)5×10點(diǎn)陣字符），這些字符包括阿拉伯?dāng)?shù)字、英

54、文字母的大小寫(xiě)、常用的符號(hào)、和日文假名等，每一個(gè)字符都有一個(gè)固定的代碼。本模塊字符在lcd顯示屏上的顯示位置與該字符的字符代碼在顯示緩沖區(qū)ddram內(nèi)的存儲(chǔ)地址一一對(duì)應(yīng)。液晶顯示模塊是一個(gè)慢顯示器件，所以在執(zhí)行每條指令之前一定要確認(rèn)模塊的忙標(biāo)志為低電平，表示不忙，否則此指令失效。要顯示字符時(shí)要先輸入顯示字符地址，即告訴模塊在哪個(gè)位置顯示字符。1602液晶顯示流程圖如下圖所示：nny入口對(duì)1602初始化，寫(xiě)入顯示命令延時(shí)檢測(cè)忙信號(hào)sta7=0？獲得顯示ram地址延時(shí)寫(xiě)入相應(yīng)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)顯示完畢？返回主程序y圖4-2 液晶顯示流程圖液晶顯示子程序見(jiàn)附錄六。3.4 鍵盤(pán)掃描軟件設(shè)計(jì)在單片機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，掃

55、描鍵盤(pán)只是 cpu 的工作任務(wù)之一。在實(shí)際應(yīng)用中，要想做到既能及時(shí)響應(yīng)鍵操作，又不過(guò)多地占用 cpu 時(shí)間，就要根據(jù)應(yīng)用系統(tǒng)中 cpu 的忙閑情況，選擇好鍵盤(pán)的工作方式。鍵盤(pán)的工作方式一般有編程掃描方式和中斷掃描方式兩種，由于本設(shè)計(jì)中可以利用 cpu 在完成其他工作的空余，調(diào)用鍵盤(pán)掃描子程序，來(lái)響應(yīng)鍵輸入要求，因此可以選用編程掃描方式。3.4.1 鍵盤(pán)掃描功能本設(shè)計(jì)中鍵盤(pán)掃描程序具備下述四個(gè)功能：（1）判別鍵盤(pán)上有無(wú)鍵按下。其方法為：掃描口輸出全掃描字“0”（即各列均為低電平），讀各行的狀態(tài)，若全為“1”，則鍵盤(pán)無(wú)鍵按下，若不全為“1”，則有鍵按下。（2）去除鍵的抖動(dòng)影響。其方法為：判別到有鍵按下后，軟件延時(shí)一段時(shí)間（本設(shè)計(jì)為10ms）后，在判斷鍵盤(pán)狀態(tài)，如果仍有鍵按下?tīng)顟B(tài)，則認(rèn)為有一個(gè)確定的鍵被按下，否則按鍵抖動(dòng)處理。（3）求按鍵位置。根據(jù)前面介紹的鍵掃描方法，逐行逐列進(jìn)行掃描，最后